Влияние микотоксинов на качественные показатели молока у коров в условиях крупного животноводческого комплекса

Полный текст

Введение

Интенсификация отрасли животноводства, направленная на получение максимальной прибыли от молочных коров, возможна только при соблюдении норм кормления с учетом продуктивности животных [1, 2]. Незначительные нарушения в технологии заготовки кормов могут привести к контаминации их грибками с последующим образованием микотоксинов [3].

Микотоксины, если их употреблять в достаточно больших количествах, вызывают неблагоприятные биологические последствия. Симптомы хронического поражения микотоксинами включают депрессию, изменение аппетита, лихорадку, спорадическую диарею и потерю веса [4]. Острый микотоксикоз в тяжелой форме может привести к летальному исходу, но обычно характеризуется снижением потребления корма и выработки молока [5, 6]. Острые симптомы наблюдались у коров, которые подвергались воздействию афлатоксина в концентрациях выше 100 мг/кг [7].

Микотоксины, представляющие собой разнообразную группу химических веществ, вызывают различные токсические реакции [8]. Следовательно, микотоксикозы можно определить не по специфическим симптомам, а по характеру последствий: снижение эффективности кормления, иммуносупрессии, нарушение работы печени и почек, снижение репродуктивной способности [9, 10].

Афлатоксины, зеараленоны и дезоксиниваленол — три основных микотоксина, обнаруженные в молоке коров. Более того, афлатоксин М1 — единственный микотоксин, для которого установлено максимальное остаточное содержание в молоке во всех странах мира [11, 12]. Микотоксины, обнаруженные в молоке, происходят из загрязненных грибками кормов, которые скармливаются лактирующим коровам. В свою очередь, корма для молочного скота часто подвержены контаминации микотоксинами во время сбора урожая, переработки и хранения [13, 14].

Загрязнение микотоксинами обычно происходит в регионах с умеренным климатом и часто встречается в кормах, таких как пшеница, ячмень, овес и кукуруза [15, 16]. Следовательно, контаминация кормов для молочных коров грибками и наличие микотоксинов в них практически неизбежно.

Цель исследования — изучение влияния микотоксинов в рационах лактирующих коров на гематологические и биохимические показатели крови, на молочную продуктивность, качественные показатели молока.

Материалы и методы исследования

Исследования проводили в молочных комплексах племенного хозяйства ОАО «Леднево», Юрьев-Польский район Владимировской области (далее — ПХ).

При проведении оценки кормов на микотоксины с использованием жидкостной хроматографии высокого давления на масс-спектрофотометре выявили, что на комплексе № 1 ПХ контаминация кормов грибками была выше, чем на комплексе № 2 (табл. 1).

Таблица 1. Содержание микотоксинов в кормах, принадлежащих ОАО «Леднево»

ОАО «Леднево»	Корм	Микотоксины
		Deoxynivalenol ДОН, мг/кг	Zearalenone ЗЕН, мг/кг	Aflatoxin М1, мг/кг
Комплекс № 1	Силос	4,615 ± 0,088	246,428 ± 0,044	49,004 ± 2,116
	Концентраты	4,141 ± 0,075	526,141 ± 14,138	54,912 ± 1,431
Комплекс № 2	Силос	2,0411 ± 0,072	155,097 ± 0,092	21,033 ± 2,234
	Концентраты	2,152 ± 0,104	222,102 ± 9,431	28,731 ± 1,642

На каждом из комплексов было подобрано по 20 коров, в пробах молока которых определяли содержание белка, жира, казеина, альбуминов, глобулинов, лактозы, общего количества сухих веществ, сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО) с использованием автоматического анализатора состава молока (Combi Milkoscan, FossElectric, Дания). Анализ остатков микотоксинов в молоке проводили с помощью масс-спектр жидкостной хроматографии.

Для определения гематологических показателей и проведения биохимических тестов использовали автоматический анализатор BioSystemsA25 (США).

Результаты исследований и обсуждение

Анализ результатов гематологических и биохимических исследований крови экспериментальных коров показал, что при потреблении кормов с повышенном содержанием микотоксинов наблюдается снижение гемоглобина (84,000 ± 3,109 против 98,692 ± 7,620 г/л) и повышение содержания лейкоцитов (18,008 ± 4,499 против 10,500 ± 2,250 10⁹/l), аспартатаминотрансферазы (162,213 ± 43,080 против 84,456 ± 15,884 ед/л), аланинаминотрансферазы (45,344 ± 3,835 против 34,475 ± 5,446 ед/л) и общего белка (83,487 ± 4,694 против 74,900 ± 3,556 г/л) (рис.).

Гематологические и биохимические показатели сыворотки крови экспериментальных коров
Источник: сделано авторами

У коров, получавших более контаминированные зеараленоном и афлатоксинами корма, было отмечено нарастание активности ферментов печени. Следовательно, данные микотоксины обладают гепатотоксичностью, гематотоксичностью и генотоксичностью.

Уровень общего белка был выше в группе, получавшей корма с более высоким содержанием зеараленона и афлатоксина. Это может быть связано с ингибированием синтеза белка на клеточном уровне и, следовательно, преимущественно повреждать быстро пролиферирующие клетки иммунной системы. Более того, афлатоксин ингибирует синтез белка и пролиферацию клеток и может оказывать избирательное воздействие на различные субпопуляции лимфоцитов и лейкоцитов.

При проведении анализа молока коров экспериментальных групп определили, что концентрация микотоксинов в кормах влияет на остаточные количества в нем афлатоксинов, зеараленона и дезоксиниваленола. Так, при потреблении концентратов со средним значением ДОНа 2,152 ± 0,104 мг/кг в молоке обнаружено содержание микотоксина в значениях 0,508 ± 0,116 мг/кг (2-я группа экспериментальных коров), в то время как в молоке экспериментальных коров 1-й группы этот показатель составил 1,022 ± 0,014 мг/кг при наличии его в кормах в пределах 4,615 ± 0,088 мг/ кг. Аналогичная картина наблюдается по показателям афлатоксина, зеараленона (табл. 2).

Таблица 2. Среднее содержание микотоксинов в молоке коров

Микотоксины	Ед. измерения	Экспериментальные коровы
		1 группа	2 группа
Deoxynivalenol (ДОН)	мг/кг	1,022 ± 0,014	0,508 ± 0,116
Zearalenone (ЗЕН)	мг/кг	1,503 ± 0,146	0,971 ± 0,081
AflatoxinМ1	мг/кг	1,519 ± 0,285	0,622 ± 0,325

При определении влияния различных концентраций микотоксинов на молочную продуктивность коров и качественный состав молока фиксировали следующие показатели: выход сухого вещества, молочного жира, молочного белка, лактозы, общего белка, казеина, альбумина и глобулина (табл. 3).

Таблица 3. Молочная продуктивность коров и качественный состав молока

Показатели	Ед. измерения	Экспериментальные коровы
		1 группа	2 группа
		±	±
Удой за 305 дней лактации	кг	8528,94 ± 111,54	9153,81 ± 99,72*
Выход сухого вещества	кг	743,48 ± 14,63	998,53 ± 18,54*
Выход молочного жира	кг	378,08 ± 9,21	485,54 ± 7,73*
Выход молочного белка	кг	316,08 ± 7,45	399,71 ± 5,49*
Выход лактозы	кг	434,32 ± 6,78	481,6 ± 11,12*
Содержание в молоке сухого вещества	%	10,44 ± 0,22	14,71 ± 0,45*
Сухое вещество в т. ч. СОМО	%	7,34 ± 0,35	8,54 ± 0,22
Жир	%	3,41 ± 0,17	3,49 ± 0,12
Общий белок	%	3,17 ± 0,15	3,18 ± 0,24
Казеин	%	2,74 ± 0,26	2,77 ± 0,09
Альбумины	%	0,68 ± 0,16	0,69 ± 0,11
Глобулины	%	0,47 ± 0,09	0,59 ± 0,04
Лактоза	%	4,79 ± 0,64	4,84 ± 0,56

* — Р ≤ 0,05, ** — Р ≤ 0,01, *** — Р ≤ 0,001.

При ретроспективном анализе с использованием программы «Селекс» установили, что у коров 1 экспериментальной группы за 305 дней лактации удой достоверно превышал (Р ≤ 0,05) коров 2 экспериментальной группы (9153,81 ± 99,72 против 8528,94 ± 111,54 кг).

Результаты исследования на автоматическом анализаторе Foss показали понижение содержания сухого вещества в молоке от коров, которые получали корма с более высокой концентрацией микотоксинов (10,44 ± 0,22 против 14,71 ± 0,45 %). При этом процентное содержание в сухом веществе СОМО, жира, общего белка, казеина, альбуминов, глобулинов и лактозы подвергалось незначительным изменениям.

У коров, получавших корма, содержащие заплесневелые концентраты, существенно изменились производственные показатели, включая потребление корма, состав молока и выход сухого вещества, основу которого составляет молочный жир, молочный белок, молочный сахар и минеральные вещества.

В низких концентрациях зеараленон и афлатоксины подавляют лактогенез, тогда как в высоких концентрациях они могут проявлять ксенобиотическую активность, влияя тем самым на ферменты, участвующие в биоконверсии. Кроме того, высокое содержание микотоксинов в кормах может вызывать повреждение органов у коров или подавление иммунитета.

Для определения биологической ценности молока, полученного от экспериментальных коров, использовали количественный метод содержания заменимых и незаменимых аминокислот. В пробах сырого молока мы идентифицировали 11 незаменимых и 4 заменимых аминокислоты (табл. 4).

Таблица 4. Содержание заменимых и незаменимых аминокислот  в молоке экспериментальных коров

Показатели	Ед. измерения	Экспериментальные коровы
		1 группа	2 группа
		±	±
Незаменимые аминокислоты
Триптофан	мг/100 г	48,97 ± 0,07	50,27 ± 0,10
Аргинин	мг/100 г	120,04 ± 0,03	121,74 ± 0,08
Валин	мг/100 г	188,74 ± 0,11	190,31 ± 10,05
Метионин	мг/100 г	85,74 ± 4,12	87,01 ± 3,06
Лейцин	мг/100 г	322,15 ± 10,04	323,98 ± 11,01
Изолейцин	мг/100 г	187,15 ± 10,09	188,76 ± 7,07
Фенилаланин	мг/100 г	168,85 ± 7,12	171,24 ± 10,15
Цистин	мг/100 г	25,48 ± 0,12	27,85 ± 0,08
Лизин	мг/100 г	258,94 ± 3,07	260,71 ± 2,93
Гистидин	мг/100 г	88,06 ± 1,09	90,11 ± 1,12
Треонин	мг/100 г	148,16 ± 4,07	150,42 ± 3,17
Заменимые аминокислоты
Тирозин	мг/100 г	181,82 ± 9,12	183,18 ± 7,04
Глутаминовая кислота	мг/100 г	714,28 ± 6,27	716,17 ± 5,18
Глицин	мг/100 г	45,38 ± 1,08	47,02 ± 1,12
Аспарагиновая кислота	мг/100 г	215,92 ± 9,18	217,06 ± 5,01

При анализе тестов на биологическую ценность молока определили изменения содержания незаменимых и заменимых аминокислот в молоке экспериментальных коров. Так, количественные показатели триптофана в молоке коров, получавших корма с более высоким содержанием микотоксинов, составили 48,97 ± 0,07 против 50,27 ± 0,10 мг/100 г в молоке коров 2 экспериментальной группы. Аналогичная картина наблюдается и по содержанию аргинина, валина, метионина, лейцина, изолейцина, фенилаланина, цистина, лизина, гистидина.

Следовательно, микотоксины в больших концентрациях влияют на метаболизм аминокислот. Так, треонин — незаменимая аминокислота, получаемая из аспартата бактерий и растений, метаболизируется с образованием глицина и серина, которые имеют большое влияние на метаболический процесс.

Исследования показали, что воздействие микотоксинов, поступающих с кормом, может привести к нарушению обмена аминокислот. Так, глицин, серин и треонин являются аминокислотами, продуцирующими глюкозу. Глюкоза, в свою очередь, является важным метаболическим фактором, и изменения метаболизма глюкозы воздействием микотоксинов может влиять на обмен аминокислот в молочной железе.

Заключение

Таким образом, скармливание лактирующим коровам корма, содержащего микотоксины, снижало потребление корма, надои молока, а также оказывало негативное влияние на гематологические и биохимические показатели крови экспериментальных коров.

У коров, получавших более контаминированный зеараленоном и афлатоксинами корм, отмечалось нарастание активности ферментов печени. Указанные микотоксины обладают гепатотоксичностью, гематотоксичностью и генотоксичностью.

Скармливание коровам кормов, содержащих заплесневелые концентраты, существенно повлияло на состав молока и выход сухого вещества, основу которого составляют молочный жир, молочный белок, молочный сахар и минеральные вещества.

Кроме, того изменилось содержание метаболитов в молоке экспериментальных коров. Воздействие микотоксинов в больших концентрациях на аминокислотный состав приводит к изменению процесса метаболизма, нарушению обмена аминокислот в молочной железе.

Об авторах

Лариса Александровна Гнездилова

Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии - МВА им. К.И. Скрябина

Автор, ответственный за переписку.
Email: lag22004@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1007-3441
SPIN-код: 2376-1425

доктор ветеринарных наук, профессор, заведующая кафедрой диагностики болезней, терапии, акушерства и репродукции животных

Российская Федерация, 109472, г. Москва, ул. Академика Скрябина, д. 23

Сергей Васильевич Федотов

Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии - МВА им. К.И. Скрябина

Email: serfv@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0004-3639
SPIN-код: 8073-1863

доктор ветеринарных наук, профессор кафедры диагностики болезней, терапии, акушерства и репродукции животных

Российская Федерация, 109472, г. Москва, ул. Академика Скрябина, д. 23

Жора Юрикович Мурадян

Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии - МВА им. К.И. Скрябина

Email: zh_muradyan@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2516-7627
SPIN-код: 4892-9182

кандидат биологических наук, доцент кафедры диагностики болезней, терапии, акушерства и репродукции животных

Российская Федерация, 109472, г. Москва, ул. Академика Скрябина, д. 23

Серафим Михайлович Розинский

Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии - МВА им. К.И. Скрябина

Email: s.rozinskii@gmail.com
ORCID iD: 0009-0001-1937-6919
SPIN-код: 8705-3851

ассистент кафедры диагностики болезней, терапии, акушерства и репродукции животных

Российская Федерация, 109472, г. Москва, ул. Академика Скрябина, д. 23

Список литературы

Дополнительные файлы